井筒与油藏耦合条件下水平井变质量流动规律研究

本文在无限大均质地层弹性不稳定渗流模型解析解的基础上,建立了与地层耦合的水平井筒压降模型。结合具体实例通过对耦合模型的求解得到了水平井筒内的压降与产量分布,从而揭示了井筒与油藏耦合条件下射孔完井水平井的变质量流动特性。     

水平分支管路中油水两相流动研究

该文研究了两种直径的直管油水两相流动对流型和相含率的影响和在不同管径的水平并行分支管路中的相含率变化规律.实验设备包括内径为50 mm的水平主管道和内径为25 mm的分支管路.得到了不同入口条件下实验管段的流型和相含率图.实验指出:管道的尺度变化对于流型的影响较小,但对于油水两相的相含率和速度滑移有显著的作用.当油水两相流在并行分支管路中同时流动时,随着入口处水的表观流速增大,并行主管的截面油含率与并行分支管的差距逐渐缩小.     

水平井筒变质量分散泡状流压降的理论与实验研究

由于水平井筒和常规水平管道中气液两相流动的相似和差别，可以预知常规水平管流的压降计算方法对于井筒流动来说就需要进行修正或扩展。本文对气、液两相分别应用质量守恒方程和动量守恒方程，考虑管壁存在人流或出流对于分层流流型压降的影响，得到水平井筒气液两相变质量流动分散泡状流流型的压降计算方法。同时，设计并建立了水平井筒流体流动模拟实验装置，在轴向为气液两相流动的前提下分别进行了上管壁单孔眼注入和下管壁单孔眼注入的压降实验研究，获得了大量的实验数据。实验数据和理论计算结果吻合很好，这表明该计算方法具有实际应用价值。     

低渗气藏产水水平井井筒压降规律研究

利用水平井开发低渗透气藏过程中,产水使得水平井筒压降规律异于井筒单相压降,因此分析产水水平井井筒压降规律至关重要。该文基于气水两相渗流原理以及水平井周围椭圆形渗流场,考虑启动压力梯度、应力敏感性、滑脱效应以及高速非达西流动等因素的影响,定义气水两相广义拟压力,得到了低渗气藏中气水同产水平井地层渗流模型,并考虑水平井筒变质量流动,建立了地层两相渗流与井筒两相管流的耦合模型。实例分析发现:低渗气藏水平井井筒压降约为0.01 MPa,远远大于气藏单相井筒压降。由敏感性分析可知,随着水气体积比和滑脱因子的逐渐增大,井筒压降不断增大,而随着启动压力梯度和应力敏感指数的增大,井筒压降则不断减小。该文为低渗气藏气水同产水平井井筒压降规律的研究提供了新的思路。     

超稠油水在倾斜管路中两相流动的研究

通过实验研究了超稠油(在20°C下,密度为860 kg/m3,黏度为1680mPa.s)、水两相在45°倾斜管中流动的流型和两相压降变化规律.倾斜实验段管线由内径50 mm的透明有机玻璃管组成,向上倾斜管段长为4.5 m.通过实验给出了不同入口条件下实验管段的流型图和两相压降图.结果表明:超稠油水两相在管道中流动流型与低黏度比下的流型具有一定的差异,特别在低入口水相流量下,管道内出现了壁面附着一层油膜而管内部为油水相互掺混流动的流型;油水两相压降随着入口含油率的增加而增加,但在较高入口含油率区域,两相压降出现了一个峰值和峰谷的演变过程.     

阶梯水平井生产段油藏渗流与井筒变质量管流的耦合模型

随着油气勘探和开发技术的迅猛发展，阶梯水平井作为水平井的一种特殊井型，日益在国内外油田得到广泛应用。基于势叠加原理和镜像反映原理，推导出了薄互层油藏中阶梯式水平井生产段的空间势分布；采用微元线汇理论和动量守恒定律建立了薄互层油藏阶梯水平井生产段沿程压降计算模型。推导出了裸眼完井方式下阶梯水平井生产段油藏渗流与井简变质量管流耦合的数学流动模型，并提出了相应的数学解法。     

稠油-水两相水平管流压降规律的实验研究

设计和建造了内径为25．7mm,长52m的水平不锈钢多相流实验环道,尝试性地利用稠油(50℃时,粘度为1314．89mPa．s,密度为958．05kg／m^2)与水进行了油-水两相流流型和压降实验。混合流速范围为0．2m／s～1．2m／s,入口含水率范围为0．25～0．7,实验温度分别为50℃、60℃和70℃,并加入破乳剂重复了以上的实验。本文着重分析了含水率、混合流速、温度、破乳剂等因素对两相管流压降的影响规律。实验表明：流型是影响压降规律的主要因素;在不同流型下,同一因素对压降规律的影响程度也有所不同。研究结论对油田现场的油-水混输管线的设汁与安全运行具有较好的指导意义。     

乳化剂添加对气液垂直管流中压降影响的研究

在石油工业真实管路流动中,几乎都伴有乳化剂的添加。然而由于气液两相流动的复杂特性,考虑乳化剂对立管系统气液两相垂直管流压降影响规律的研究工作,仍十分有限。该文通过理论分析与实验研究相结合的手段,对伴有乳化剂添加的气液垂直管流流动特性和压降特征进行探讨。理论推导部分基于发展的漂移流模型,给出了气体上升聚并过程的物理解释。流动实验部分采用内径为25 mm的有机玻璃管作为实验管路,垂直管段长度为3 000 mm。乳化剂选用工业上常用的十二烷基苯磺酸钠,并在动态实验前进行了物性参数测定,给出了乳化剂对液相介质的影响规律。基于实验结果给出了流动参数间的无量纲关系,并发现乳化剂的添加可以促进流动更加趋于稳定。此外,还对流动过程中的流动形态、持液率、压降特性等进行了探讨,其结果可为今后研究工作提供参考。     

采用电阻层析成像技术的油水两相流流型特征研究

流型问题在多相流研究中占有重要地位,对于流型转捩点的研究具有很高的学术价值,但是其研究比较困难,对其影响因素的研究有待完善,测量手段也有待改进。该文采用电阻层析成像技术和压力传感器等设备对油水两相流流型特征进行了实验研究,分析数据重建图像并绘制了流型图。实验使用白油和水作为介质,在管道内径为50 mm,总长约20 m的有机玻璃循环管路中进行。电阻层析成像(electrical resistance tomography,ERT)系统采用单截面16个电极,并在管道上加装压力传感器,通过改变管道入口处水相和油相的表观速度来产生不同流型。实验中采集了不同电极对上的电压变化,并运用反投影算法重建管道截面内电导率分布,进而判断其中各相相分布,实现可视化测量,最后基于流型特征根据实验结果做出对不同流况的流型预判,绘制流型图,并绘制各流型之间的转换边界曲线,和已有流型图进行对比,为流型识别的深入研究提供支持。     

变质量流量螺旋管内两相流数值模拟

该文利用Fluent商业软件,采用Eulerian多相流模型和湍流模式,对带孔螺旋管内油水两相流的流场和分离情况进行了数值模拟,计算了不同流速和不同油水配比工况下的油水组分、各相速度、相含率、各相流量等重要性能参数的变化和分布情况,所得数据与实验结果吻合较好。本文的数值模拟可为带孔螺旋管参数选择和优化设计提供参考。     

虹吸管气液两相流压降特性试验

通过系列试验量测了不同安装高度、不同水位差时虹吸管水平管段的压降、含气率及过流量,探讨和分析了虹吸管气液两相流压降的变化规律及气液两相流流型不同时影响管道压降的因素。结果表明,气液两相流管道压降与液相满流时压降规律相同,即压降值随管道水头的增大而增大;但是,与液相有压管流不同,水位差一定时压降值随安装高度的增大而减小。当虹吸管内为气泡流时,气泡存在对沿程阻力系数λ影响很小,可忽略不计。管道实测压降小于计算值的原因是气液两相压降减小率等于流速减小率。当虹吸管内为过渡流和气团流时,气液两相压降减小率与流速减小率相差较大,实测压降的减小不仅与流速减小有关,含气率的大小对气液两相压降的影响也不可忽略,含气率的增大使气液两相流动阻力增大,即压降增大。     

管道旋流中油芯的形成条件与形态研究

以石油工业为背景的油水流动是典型的液液两相流。管道中的两相流动研究的主要内容是充分发展之后的流型和压降等。此文通过实验研究了一种非稳态阶段的两相流动—经过导流片之后一段距离之内的两相旋涡流动。实验划分了不同相含率与表观流速下的流动形态,研究了导流片前后的压降规律。     

水平井井筒内压力产量变化规律研究

对水平井生产系统进行分析,必然涉及到井筒中的流动问题,过去人们不考虑水平井井筒中的压降,这给水平井的生产系统分析带来较大的误差。本文考虑井筒摩擦和加速度对井筒压降的影响,同时考虑地层渗流和水平井筒流动,建立了水平井井筒流动与地层流动耦合的数学模型,以此获得了计算水平井井筒压降和产量分布的表达式,实例计算和分析了海上油藏一口水平井井筒的压力和产量变化规律。本文的研究为水平井的生产系统分析提供了理论基础。     

缝洞型油藏三重介质油水两相流数值试井解释方法

基于多重介质渗流的概念模型和数学模型,建立了缝洞型油藏油水两相流三重介质数值试井模型;对模型进行数值求解,得到三重介质油藏两相流试井响应曲线并分析其特征。指出三重介质油水两相条件下的压恢曲线与单相时的不重合,并随着初始油水饱和度的变化而变化,不能直接用单相试井模型来解释两相流试井曲线;提出了先拟合油水产量曲线,再拟合压力恢复曲线的试井解释方法。